Ein neuartiger Katalysator der University of Toronto soll eine effektive Umwandlung von CO2 ermöglichen – selbst bei Schwefelverunreinigungen. Es entstehen wertvolle Rohstoffe wie Ethylen und Ethanol.
Forscher der University of Toronto entwickelten kürzlich einen neuartigen Katalysator, der CO2 in wertvolle Rohstoffe wie Ethylen und Ethanol verwandeln kann. Das Besondere daran: Die Methode funktioniert selbst bei Schwefeldioxidverunreinigungen.
Das Verfahren könnte die Kosten und den Energieaufwand für Technologien zur Kohlenstoffbindung erheblich senken und Branchen wie die Stahl- und Zementherstellung nachhaltig verändern. Langfristig sollen weiterentwickelte Systeme das CO2 aus Abgasströmen noch effektiver umwandeln – und zwar ohne Effizienzeinbußen durch Schwefeldioxid.
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Katalysator verwandelt CO2 in Ethylen und Ethanol
Professor David Sinton erklärte, dass es aktuell bessere Optionen für eine kohlenstoffarme Stromerzeugung gibt. Doch Branchen wie die Stahl- und Zementherstellung seien weiterhin besonders schwer zu dekarbonisieren. Um diesen Industrien zu helfen, muss die Industrie kostengünstige Methoden zur Kohlenstoffbindung und -umwandlung entwickeln.
Die Forscher verwendeten deshalb einen Elektrolyseur, um CO2 und Strom in Rohstoffe wie Ethylen und Ethanol umzuwandeln. Der Kupfer-Katalysator beschleunigt die Reaktion und minimiert die Entstehung unerwünschter Nebenprodukte.
Viele Katalysatoren sind so konstruiert, dass sie nur mit reinem CO2 arbeiten. Wenn das CO2 aus Schornsteinen stammt, ist es aber oft verunreinigt. Denn Schwefeloxide wie SO2 vergiften gängige Katalysatoren, was die Effizienz drastisch reduziert. Bisherige Methoden zur Entfernung dieser Verunreinigungen sind zeitaufwendig, energieintensiv und teuer.
Hohe Effizienz selbst nach 150 Stunden
Der neue Katalysator der University of Toronto fügt eine dünne Schicht Polytetrafluorethylen (Teflon) und eine Schicht Nafion hinzu, um die Reaktion, die zur SO2-Vergiftung führt, zu verhindern und die Effizienz des Katalysators aufrechtzuerhalten. Die Forscher testeten den Katalysator mit einer Mischung aus CO2 und SO2. Das neue System zeigte dabei eine Faraday-Effizienz von bis zu 50 Prozent über 150 Stunden.
Im Vergleich zu anderen Katalysatoren, die unter ähnlichen Bedingungen schnell an Effizienz verlieren, erscheint die neue Verbindung bemerkenswert. Die Methode soll Flächendecken anwendbar sein, da sie die Zusammensetzung des Katalysators nicht verändert. Künftig möchten sich Forscher auf andere Verunreinigungen wie Stickoxide und Sauerstoff konzentrieren, um die Vielseitigkeit und Anwendungsmöglichkeiten dieser Technologie weiter zu verbessern.
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